Различия в пропускаемости между стеклом TN и IPS LCD

     Многие инженеры по аппаратному обеспечению, консультируясь по поводу дисплеев, часто спрашивают, почему ЖК-экраны TN ярче, чем ЖК-экраны IPS при использовании одинаковой яркости подсветки. Сегодня это объяснят инженеры Shenzhen Hongjia Technology. Во-первых, ЖК-очки TN (Twisted Nematic) и IPS (In-Plane Switching) имеют фундаментальные различия в коэффициенте пропускания, что напрямую приводит к различиям в их эффектах отображения (таких как контрастность, цвет и угол обзора). Различия заключаются в следующем:

1. Стекло ЖК-дисплея TN (витое нематическое)

• Базовая структура: Направления поляризации верхнего и нижнего поляризаторов перпендикулярны друг другу. В естественных условиях молекулы жидкого кристалла образуют скрученное выравнивание на 90 градусов под воздействием верхнего и нижнего выравнивающих слоев подложки.

• Питание не включено (нормальный белый режим):

Свет, проходящий через верхний поляризатор, становится линейно поляризованным. Когда этот поляризованный свет проходит через скрученный слой жидкого кристалла, направление его поляризации поворачивается на 90 градусов из-за скручивания молекул жидкого кристалла. Когда свет достигает нижнего поляризатора, направление его поляризации точно совпадает с осью пропускания нижнего поляризатора, что позволяет свету проходить через него плавно → экран отображает яркое (белое) состояние с самым высоким коэффициентом пропускания.

• Режим включения:

При подаче напряжения молекулы жидкого кристалла стоят вертикально вдоль направления электрического поля, теряя свою скрученную структуру и больше не способные вращать направление поляризации света. Свет от верхнего поляризатора сохраняет направление поляризации. Когда он достигает нижнего поляризатора, поскольку направление его поляризации перпендикулярно нижнему поляризатору, он полностью блокируется → на экране отображается темное (черное) состояние.

• Ключевые характеристики пропускания:

• Преимущества: В ярком состоянии (белый экран) теоретический коэффициент пропускания относительно высок. Это одна из причин, почему экраны TN обычно кажутся «ярче», а также из-за более низкой стоимости производства.

Основные характеристики пропускания:

Преимущества: В ярком состоянии (белый экран) теоретический коэффициент пропускания относительно высок. Это одна из причин, почему экраны TN обычно кажутся «ярче», а также потому, что у них более низкие производственные затраты. • Недостатки: В темноте (черный экран), поскольку молекулы жидких кристаллов не могут идеально выровняться, некоторое количество света всегда будет просачиваться, в результате чего черный цвет становится нечистым и выглядит как «серовато-черный». Из-за этого коэффициент контрастности панелей TN обычно низкий (возможно, всего 1000:1 или ниже).

2. Стекло ЖК-дисплея IPS (с плоскостным переключением)

• Базовая структура: Направления поляризации верхнего и нижнего поляризаторов параллельны. Молекулы жидкого кристалла всегда вращаются в плоскости подложки, в отличие от TN, который «встает».

• Нет активации питания:

Молекулы жидкого кристалла сохраняют свое первоначальное выравнивание, изменяя направление поляризации падающего света. Поскольку верхний и нижний поляризаторы параллельны, свет после «неправильной» модуляции слоем жидкого кристалла не может пройти через нижний поляризатор → свет блокируется → экран отображает темное (черное) состояние, в этот момент коэффициент пропускания самый низкий.

• Состояние включения:

• При подаче напряжения молекулы жидкого кристалла вращаются в плоскости, выравнивая направление поляризации падающего света с направлением нижнего поляризатора, обеспечивая плавное прохождение света → экран отображает яркое состояние (белый).

• Основные характеристики пропускания:

• Преимущества: Превосходный эффект блокировки света в темноте (черный экран), обеспечивающий очень чистый и глубокий черный цвет. Это позволяет панелям IPS достигать чрезвычайно высокого коэффициента контрастности (обычно 1500:1 или даже выше, а в моделях высокого класса — выше).

• Недостатки: Поскольку для этого требуется заставить молекулы жидких кристаллов вращаться плоскостно внутри вязкого жидкокристаллического материала, требуется более высокое напряжение и большее время отклика. Кроме того, для достижения той же яркости требуется более сильная подсветка или более высокое напряжение возбуждения, что в некоторой степени увеличивает энергопотребление. Ранние панели IPS имели более низкий коэффициент пропускания при ярком освещении, чем панели TN, но современные технологии (такие как AHVA, PLS и другие варианты IPS) значительно улучшили этот показатель.

      Shenzhen Hongjia Technology уже 12 лет специализируется на исследованиях и разработках, производстве и продаже дисплеев с диагональю от 1,14 до 12,1 дюйма и соответствующих сенсорных экранов. Они предлагают ЖК-экраны TN и IPS во всех размерах и с несколькими вариантами интерфейса. Фундаментальная разница в коэффициенте пропускания между ЖК-стеклом TN и IPS определяет, что IPS превосходит TN по общему качеству изображения (особенно контрастности, цвета и угла обзора). Единственное важное преимущество TN заключается в чрезвычайно быстром времени отклика, что по-прежнему обеспечивает ему рынок в профессиональном киберспорте, где экстремальная частота кадров имеет решающее значение. Однако для подавляющего большинства обычных пользователей, любителей обработки изображений, кинозрителей и геймеров панели IPS обеспечивают гораздо лучшее визуальное восприятие.